高考物理二輪復習 專題四 電路與電磁感應 第2講 電磁感應規(guī)律及其應用課件.ppt

《高考物理二輪復習 專題四 電路與電磁感應 第2講 電磁感應規(guī)律及其應用課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理二輪復習 專題四 電路與電磁感應 第2講 電磁感應規(guī)律及其應用課件.ppt（50頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第2講電磁感應規(guī)律及其應用 1 2016 江蘇單科 6 電吉他中電拾音器的基本結構如圖1所示 磁體附近的金屬弦被磁化 因此弦振動時 在線圈中產生感應電流 電流經電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音 下列說法正確的有 圖1 A 選用銅質弦 電吉他仍能正常工作B 取走磁體 電吉他將不能正常工作C 增加線圈匝數可以增大線圈中的感應電動勢D 弦振動過程中 線圈中的電流方向不斷變化 答案BCD 2 2014 江蘇單科 1 如圖2所示 一正方形線圈的匝數為n 邊長為a 線圈平面與勻強磁場垂直 且一半處在磁場中 在 t時間內 磁感應強度的方向不變 大小由B均勻地增大到2B 在此過程中 線圈中產生的感應電動勢為 圖2 答案B 3 多選 2014 江蘇單科 7 如圖3所示 在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯 現(xiàn)接通交流電源 過了幾分鐘 杯內的水沸騰起來 若要縮短上述加熱時間 下列措施可行的有 圖3 A 增加線圈的匝數B 提高交流電源的頻率C 將金屬杯換為瓷杯D 取走線圈中的鐵芯 解析杯內的水之所以沸騰 是由于金屬杯處于下方線圈所產生的交變磁場中 產生渦流 從而使金屬杯溫度升高 而瓷杯內不會產生渦流 故C錯 要想縮短加熱時間 則應增大磁場的強度和變化率 因此A B正確 D錯誤 答案AB 4 2015 江蘇單科 13 做磁共振 MRI 檢查時 對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流 某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響 將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈 線圈的半徑r 5 0cm 線圈導線的截面積A 0 80cm2 電阻率 1 5 m 如圖4所示 勻強磁場方向與線圈平面垂直 若磁感應強度B在0 3s內從1 5T均勻地減為零 求 計算結果保留一位有效數字 圖4 1 該圈肌肉組織的電阻R 2 該圈肌肉組織中的感應電動勢E 3 0 3s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q 答案 1 6 103 2 4 10 2V 3 8 10 8J 考情分析 電磁感應的綜合應用是高中物理中難度較大 綜合性最強的部分之一 是高考必考內容之一 電磁感應與力學 電路 磁場 能量等密切聯(lián)系 涉及知識面廣 綜合性強 能力要求高 題型有計算題 選擇題 楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用 規(guī)律方法 1 感應電流方向的判斷方法 1 右手定則 即根據導體在磁場中做切割磁感線運動的情況進行判斷 2 楞次定律 即根據穿過閉合回路的磁通量的變化情況進行判斷 1 2016 北京理綜 16 如圖5所示 勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a b 磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直 磁感應強度B隨時間均勻增大 兩圓環(huán)半徑之比為2 1 圓環(huán)中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb 不考慮兩圓環(huán)間的相互影響 下列說法正確的是 精典題組 圖5 A Ea Eb 4 1 感應電流均沿逆時針方向B Ea Eb 4 1 感應電流均沿順時針方向C Ea Eb 2 1 感應電流均沿逆時針方向D Ea Eb 2 1 感應電流均沿順時針方向 答案B 2 多選 2016 全國卷 20 法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖6所示 銅圓盤安裝在豎直的銅軸上 兩銅片P Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸 圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中 圓盤旋轉時 關于流過電阻R的電流 下列說法正確的是 圖6 A 若圓盤轉動的角速度恒定 則電流大小恒定B 若從上向下看 圓盤順時針轉動 則電流沿a到b的方向流動C 若圓盤轉動方向不變 角速度大小發(fā)生變化 則電流方向可能發(fā)生變化D 若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍 則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 答案AB 3 多選 2016 江西新余模擬 如圖7甲 固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框 匝數n 20 總電阻R 2 5 邊長L 0 3m 處在兩個半徑均為r L 3的圓形勻強磁場區(qū)域中 線框頂點與右側磁場區(qū)域圓心重合 線框底邊中點與左側磁場區(qū)域圓心重合 磁感應強度B1垂直水平面向上 大小不變 B2垂直水平面向下 大小隨時間變化 B1 B2的值和變化規(guī)律如圖乙所示 則下列說法中正確的是 取3 圖7A 通過線框中的感應電流方向為逆時針方向B t 0時刻穿過線框的磁通量為0 1WbC 在0 0 6s內通過線框中的電荷量為0 006CD 0 0 6s時間內線框中產生的熱量為0 06J 答案AD 4 如圖8甲所示 絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán) 在圓環(huán)的正上方放置一個螺線管 在螺線管中通入如圖乙所示的電流 電流從螺線管a端流入為正 以下說法正確的是 圖8 A 從上往下看 0 1s內圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向B 0 1s內圓環(huán)面積有擴張的趨勢C 3s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力D 1 2s內和2 3s內圓環(huán)中的感應電流方向相反 解析由圖乙知 0 1s內螺線管中電流逐漸增大 穿過圓環(huán)向上的磁通量增大 由楞次定律知圓環(huán)中感應電流的磁場向下 圓環(huán)面積有縮小的趨勢 從上往下看 0 1s內圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向 選項A正確 B錯誤 同理可得1 2s內和2 3s內圓環(huán)中的感應電流方向相同 選項D錯誤 3s末電流的變化率為0 螺線管中磁感應強度的變化率為0 在圓環(huán)中不產生感應電流 圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力 選項C錯誤 答案A 電磁感應中的力 電綜合問題 規(guī)律方法 解決電磁感應中的力 電問題的關鍵電磁感應與力學問題聯(lián)系的橋梁是磁場對感應電流的安培力 解答電磁感應中的力學問題 在分析方法上 要始終抓住導體的受力 特別是安培力 特點及其變化規(guī)律 明確導體的運動過程以及運動過程中狀態(tài)的變化 準確把握運動狀態(tài)的臨界點 1 2016 襄陽模擬 如圖9 兩根相距L 1m 電阻不計的平行光滑金屬導軌水平放置 導軌足夠長 其一端接有一阻值為R 2 的電阻 導軌處在磁感應強度為B 0 5T的勻強磁場中 磁場方向垂直導軌平面向里 一根質量m 0 2kg 電阻r 0 5 的金屬棒置于導軌左端 并與導軌垂直放置 有兩種情況可以讓棒在導軌上做勻變速直線運動 1 給棒施加一個水平向右的隨時間變化的力F 可以讓棒從靜止開始向右以加速度a1 1m s2做勻加速運動 2 將軌道左端的定值電阻換成一個隨時間變化的電阻R0 再給棒一個水平向右的初速度v0 6m s 可以使棒向右以加速度a2 1m s2勻減速運動一段時間 則上述兩種情況所描述的變力F和變化的電阻R0滿足的方程是 精典題組 圖9A F 0 1t 0 2 N R0 7 1 25t B F 0 1t 0 2 N R0 7 1 25t C F 0 125t 0 2 N R0 7 5 1 25t D F 0 125t 0 2 N R0 7 5 1 25t 答案A 2 2016 湖南益陽模擬 如圖10所示 豎直面內的正方形導線框ABCD和abcd的邊長均為l 電阻均為R 質量分別為2m和m 它們分別系在一跨過兩個定滑輪的絕緣輕繩兩端 在兩導線框之間有一寬度為2l 磁感應強度為B 方向垂直紙面向里的勻強磁場 開始時ABCD的下邊界與勻強磁場的上邊界重合 abcd的上邊界到勻強磁場的下邊界的距離為l 現(xiàn)將兩導線框由靜止釋放 當ABCD全部進入磁場時 兩導線框開始做勻速運動 不計摩擦和空氣阻力 重力加速度為g 求 圖10 1 兩導線框勻速運動的速度大小 2 兩導線框在從開始運動至等高的過程中所產生的總焦耳熱 3 導線框abcd通過磁場的時間 圖11 1 小燈泡正常發(fā)光時的電阻R 2 線框保持不動的時間內 小燈泡產生的熱量Q 答案 1 1 25 2 3 14J 高頻考點九電磁感應中的圖象問題 三 看 與三 找 妙解電磁感應圖象問題 一 解決磁感應強度變化產生電動勢問題的三 看 一看區(qū)間 二看大小 三看方向 典例 一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場內 磁場方向垂直線圈所在的平面 紙面 向里 如圖12甲所示 磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示 以I表示線圈中的感應電流 以圖甲中線圈上箭頭所示方向為電流的正方向 則下列選項中的I t圖象正確的是 圖12 解析一看區(qū)間 根據法拉第電磁感應定律 4 5s內磁通量不變 感應電動勢和感應電流為0 排除C D 二看大小 0 2s內感應電流大小不變 A B都符合要求 三看方向 根據楞次定律 0 1s內感應電流方向為負方向 1 2s內感應電流方向為正方向 B錯誤 A正確 答案A 變式1根據感應電流 反推磁感應強度B的變化 多選 一個圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中 線圈平面與磁場方向垂直 如圖13甲所示 設垂直于紙面向里的方向為磁感應強度的正方向 線圈中順時針方向為感應電流的正方向 已知圓形線圈中的感應電流i隨時間變化的圖象如圖乙所示 則線圈處的磁場的磁感應強度隨時間變化的圖象可能是下列選項中的 圖13 解析一看區(qū)間 在0 1s內感應電流方向發(fā)生了變化 因此0 1s內B t圖象的斜率發(fā)生變化 排除B 二看大小 A C D都符合題意 三看方向 根據楞次定律 A中由于磁感應強度變化而產生的感應電流的方向在0 1s內的前一段為正方向 A錯誤 通過0 3s內的感應電流方向可知C D符合題意 答案CD 變式2判斷安培力隨時間的變化 2016 河南鄭州模擬 如圖14甲所示 正三角形硬導線框abc固定在磁場中 磁場方向與線框平面垂直 圖乙表示該磁場的磁感應強度B隨時間t變化的關系 t 0時刻磁場方向垂直紙面向里 在0 4t0時間內 線框ab邊受到該磁場對它的安培力F隨時間t變化的關系圖為 規(guī)定垂直ab邊向左為安培力的正方向 圖14 解析利用排除法 本題四個選項中變化區(qū)間都符合要求 0 t0和3t0 3 5t0時間內 電流方向相反 但磁場方向也相反 因此安培力的方向是相同的 選項B C D錯誤 A正確 答案A 二 解決導體做切割磁感線運動產生電動勢問題的三 找 一找有效切割長度 二找變化趨勢 三找方向 圖15 解析線框bc邊在0 L過程中不產生感應電流 在L 2L過程中bc邊切割磁感線的有效長度逐漸變大 由右手定則知感應電流沿順時針方向 逐漸變大 線框bc邊在2L 3L過程中 bc邊和ad邊都有一部分切割磁感線 產生的感應電流沿逆時針方向 大小不變 線框bc邊在3L 4L過程中 ad邊切割磁感線 有效長度逐漸變小 產生的感應電流沿順時針方向 逐漸減小 答案C 變式磁場區(qū)域變?yōu)檎叫?且判斷電流和安培力的變化 多選 如圖16所示 在光滑的水平桌面上有一直角邊長為l 電阻為R的等腰直角三角形ABC導線框 在導線框的右側有一邊長為l的正方形勻強磁場區(qū)域 磁場的左邊界與導線框的直角邊BC平行 磁場方向垂直紙面向里 現(xiàn)將導線框以恒定的速度v向右運動 t 0時刻 導線框的頂點A恰好到達磁場的左邊界 隨后導線框進入并勻速通過磁場區(qū)域 規(guī)定逆時針方向為感應電流 i 的正方向 水平向左為安培力 F 的正方向 則下列選項中的i t圖象和F t圖象可能正確的是 圖16 答案BD 反思總結 1 電磁感應中的圖象問題的分析解決圖象問題的關鍵是分析磁通量的變化是否均勻 從而判斷感應電動勢 感應電流 或安培力的大小是否恒定 然后運用楞次定律或右手定則判斷其方向 從而確定其正負 2 電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法 排除法 定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢 增大還是減小 變化快慢 均勻變化還是非均勻變化 特別是物理量的正負 排除錯誤的選項 函數法 根據題目所給條件寫出兩個物理量之間的函數關系 然后由函數關系對圖象作出分析和判斷